材料的選型與應(yīng)用(模具)楊晨

1、材料的選型與應(yīng)用（模具）楊晨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總原則就是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)遵循的基本思路，這 些基本規(guī)則讓產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理，無論是塑膠產(chǎn)品還是五金產(chǎn)品， 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總原則包括合理選用材料、選用合理的結(jié)構(gòu)、盡量簡(jiǎn) 化模具結(jié)構(gòu)和成本控制等，其中選用合理的材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期首要 考慮的問題，屬于重屮z重。所有產(chǎn)品都是由材料構(gòu)成的，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，首先考慮的就是材 料的選用，材料不僅決定了產(chǎn)品的功能，還決定了產(chǎn)品的價(jià)格，如何 合理的選用材料呢？（1）根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)所來選擇。不同的應(yīng)用場(chǎng)所對(duì)產(chǎn)品材料需求是不一樣的，舉幾個(gè)例子來加以 說明。如果為h常消費(fèi)類電子產(chǎn)品，產(chǎn)品材料就應(yīng)選用強(qiáng)度好、耐低溫、 表面容易處

2、理、不容易氧化生銹、不容易磨傷、晚成型的材料，如塑 膠材料選用pc、abs、pc+abs等，金屬材料選用不銹鋼、鋁、鋅 合金等。如果應(yīng)用于食品行業(yè)，產(chǎn)品材料就應(yīng)選用無毒無味、耐低溫、耐 高溫，甚至無添加色的材料，如飲料瓶了選用pet,食品包裝袋選用 pp、pe等，飲水用的杯子材料選用pp、pc等。（2）根據(jù)產(chǎn)品的市場(chǎng)定位來選擇。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品z前，產(chǎn)品的市場(chǎng)定位也會(huì)對(duì)材料的選用產(chǎn)生影響。 產(chǎn)品質(zhì)量分高檔、中檔及低檔，不同檔次的產(chǎn)品對(duì)應(yīng)不同的市場(chǎng)。高 檔的產(chǎn)品在材料選用上優(yōu)屮選優(yōu)，屮檔的產(chǎn)品材料性能尚可，低檔產(chǎn) 品在材料選用上就盡可能降低成本。（3）根據(jù)產(chǎn)品功能來選擇。產(chǎn)品功能不同，材料選用也不一樣

3、。有些產(chǎn)品帶運(yùn)動(dòng)功能，運(yùn)動(dòng) 必定帶來磨損，所以，在材料選用上就要考慮耐磨，耐磨材料有很多, 如大部分金屬材料一般都耐磨，耐磨的塑料材料如pa（尼龍料）、pom （賽鋼），橡膠材料如天然橡膠等。確定產(chǎn)品的大方向后就可以確定這個(gè)產(chǎn)品的材料了，下面是常用結(jié)構(gòu)材料特性分析，可根據(jù)具體需求選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)材料。1. abs：abs是工程塑料，應(yīng)用非常廣泛。abs塑膠原料樹脂（內(nèi)烯睛苯乙烯丁二烯共聚物，abs是acrylonitrile butadiene styrene的首字母縮寫）是一種強(qiáng)度高、韌性好、 易于加工成型的熱塑型高分了材料結(jié)構(gòu)。abs的特點(diǎn)：（1）、綜合性能較好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性，電

4、性能良好。（2）、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍銘，噴漆處理。(3) 、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。(4) 、流動(dòng)性比hips羌一點(diǎn)，比pmma、pc等好，柔韌性好。 成型特性1、無定形料，流動(dòng)性中等，吸濕大，必須充分干燥,表面要求光澤 的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度，3小時(shí)。2、宜取高料溫，高模溫，但料溫過高易分解份解溫度為270度)。 對(duì)精度較高的塑件，模溫宜取50-60度，對(duì)高光澤耐熱塑件，模溫宜取 60-80 度。3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模 溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，牛:產(chǎn)37天后模具

5、表面會(huì)殘存塑 料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表 面需增加排氣位置。5、強(qiáng)度較高，耐沖擊能力強(qiáng)。常用表面處理：(1) 水鍍，需要使用電鍍級(jí)abs,其他abs水鍍效果不優(yōu)良。(2) 真空鍍。(3) 噴油，能噴出各種顏色、各種效果。(4) 絲印、移印、燙金等。abs缺陷：(1) 不耐有機(jī)溶劑，會(huì)被溶脹，也會(huì)被部分有機(jī)溶劑所溶解。(2) 耐熱性不夠好，變通abs的熱變形溫度公為9598度。2. pp：pp中文名為聚丙烯，是很常用的塑料之一，稱為百折膠。pp的優(yōu)點(diǎn)：（1）注塑流動(dòng)性好，容易配色。（2）耐沖擊強(qiáng)，韌性好、不易斷裂。（3）無毒、無味、密度小。（4）耐熱性好，可在沸

6、水中長(zhǎng)期使用。pp的缺點(diǎn)：（1）成型收縮率大、成型時(shí)尺寸易受溫度、壓力、冷卻速度的影響，會(huì)出現(xiàn)不同程度的翹曲、變形，厚溥轉(zhuǎn)折 處易產(chǎn)生凸陷，因而不適于制造尺寸精度要求高或易 變形缺陷的產(chǎn)品。（2）鋼性不足，不宜作為受力機(jī)械構(gòu)件。特別是制品上的 缺口對(duì)應(yīng)力十分敏感，因而設(shè)計(jì)時(shí)耍避免尖角缺口的（3）耐氣候性較差。在陽光下易受紫外線輻射而加速塑料老化，使制品變硬開裂、染色消退或發(fā)生遷移。表面處理：因?yàn)楸砻嫣幚硇Ч?，不易整合，幫很少作表面處理。如噴油需特殊處理，常用加pp水等。3. pepe中文名為聚乙烯，是常用的塑料之一。pe的分類：按制造方法分為低壓高密度（hdpe）、中壓（mdpe）、高壓低密

7、 度（ldpe）。hdpe質(zhì)地堅(jiān)硬，有良好的耐磨性、耐蝕性和電絕緣性。 ldpe最輕，化學(xué)穩(wěn)定性好，良好的高頻絕緣性、耐沖擊和透明性。 其中常用的是hdpe、ldpeope的優(yōu)點(diǎn)：（1）注塑流動(dòng)性好，容易配色。（2）電絕緣性優(yōu)良。（3）耐磨絕緣性好。（4）不透水性、抗化學(xué)藥品性都較好，在60攝氏度卜幾乎不溶 于任何溶劑。（5）耐低溫性良好，在70攝氏度時(shí)仍有柔軟性。(6) 無毒、無法、密度小。pe的缺點(diǎn)：耐驟冷熱性較差，機(jī)械強(qiáng)度不高，熱變形溫度低。ldpe的柔軟性、伸長(zhǎng)率、耐沖擊性、透光率比地hdpe好，但機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性能比hdpe差。4. pvcpvc中文名為聚氯乙烯，按添加增塑劑的多少可

8、分為硬膠pvc與軟膠pvc,是常用的塑料之一。pvc的優(yōu)點(diǎn)：(1) 力學(xué)強(qiáng)度高。(2) 電器性能優(yōu)良，燃燒困難。(3) 對(duì)氧化劑、還原劑、耐酸堿的抵抗力強(qiáng)。(4) 尺寸穩(wěn)定性佳。pvc的缺點(diǎn)(1) 耐溫性差。(2) 密度較高。注射時(shí)流動(dòng)性差。(3) 熱分解后會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。5. papa屮文名為聚酰胺，俗稱尼龍，常見型號(hào)有pa6、pa66、pa12 等，是最常見的工程塑料這一。pa的優(yōu)點(diǎn)：(1) 強(qiáng)度好，耐沖擊性佳。(2) 熱性能及力學(xué)綜合性能良好。(3) 耐磨，且有自潤(rùn)滑性。(4) 緩慢燃燒，并且有自熄性。(5) 可加玻纖、碳纖等改善性能。pa的缺點(diǎn)：(1) 尼龍吸濕性高。(2) 長(zhǎng)期使用，

9、尺寸精度有變化。pa的表面處理：pa的表面很少處理。6. p0mpom中文名為聚甲醛，俗稱賽鋼、塑鋼，最常見的工程塑料2。pom的優(yōu)點(diǎn)：(1) pom具有良好的耐疲勞性和抗沖擊強(qiáng)度、適合制造塑膠齒 輪類制品。(2) 耐蠕變性好。與其他塑料相比，pom在較寬的溫度范圍內(nèi) 蠕變量較小，可用來兒密封零件。(3) 耐磨性能好，且具有自潤(rùn)滑性能。pom具有自潤(rùn)滑性和低 摩擦系數(shù)，該性能使它可用來作軸承、轉(zhuǎn)軸、塑膠齒輪、防 磨條、軸套等。(4) 耐熱性較好，且燃燒緩慢。在較高溫下長(zhǎng)期使用力學(xué)性能變 化不大，pom的工作溫度可在100攝氏度以上。(5) 吸水率低。成型加工時(shí)，對(duì)水分的存在不敏感。(6) 注塑

10、流動(dòng)性較好。pom的缺點(diǎn)：(1) 凝固速度快，制品容易產(chǎn)生皺紋、溶接痕等表面缺陷。(2) 收縮率大，較難控制制品的尺寸精度。(3) 加工溫度范圍較窄，熱穩(wěn)定性差，即使在正常的加工溫度范 圍內(nèi)受熱稍長(zhǎng)，也會(huì)發(fā)生聚合物分解。(4) 材料性能略脆。7. pcpc屮文名為聚碳酸酯，俗稱防彈膠。是最常見的透明塑膠z。pc的優(yōu)點(diǎn)：（1）透明度好，透光率可達(dá)90%o（2）強(qiáng)度非常好，機(jī)械強(qiáng)度高，耐沖擊性極佳。其沖擊強(qiáng)度是熱塑性塑料中最高的一種，比鋁、鋅還高，稱為塑料金屬。（3）表面經(jīng)感化處理后硬度高。（4）耐熱性和耐氣候性優(yōu)良。（5）成型精度高，尺寸穩(wěn)定好。pc的缺點(diǎn):（1）流動(dòng)性差，即使在較高的成型溫度下

11、，流動(dòng)亦相對(duì)緩慢。（2）在成型溫度下對(duì)水分敏感，微量的水分即會(huì)引起水解，使制件變色、起泡、破裂。（3）抗疲勞性、耐磨性較差。（4）注塑容易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。（5）碉蠕變性不好。.pmmapmma中文名為聚甲基丙烯酸甲酯，又稱亞克力、有機(jī)玻璃。 是最常見的透明塑料之一。pmma的優(yōu)點(diǎn)：（1）透明度高，是常用的塑料中透明度最好的，透光率可達(dá)到 92% o（2）經(jīng)硬化后表血硬度高。（3）良好的疲勞強(qiáng)度。（4）環(huán)境抵抗性、耐有機(jī)溶劑性佳。（5）廣泛的使用溫度范圍（4020攝氏度）（6）尺寸穩(wěn)定性佳。pmma的缺點(diǎn)：（1）加工過程若長(zhǎng)時(shí)間在高溫下易起熱分解。（2）無自熄性。（3）搞酸性差。（4）成型收縮率大

12、。（5）材料性能較脆。9. psps中文名為聚苯乙烯，由于很脆，俗稱脆膠。是最覺的透明塑料之一。ps的優(yōu)點(diǎn)：（1）透明度很好，透光性好，透光率可達(dá)90%以上。（2）著色性好，易于成型。（3）尺寸穩(wěn)定性好。ps的缺點(diǎn)：（1）材料性能很脆，容易破裂。（2）抗溶劑性差。（3）耐溫性差，容易燃燒。（4）表面耐磨性較差，容易刮花。10. petpet中文名為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，俗稱滌綸，是最常見的透明塑料之一。pet的優(yōu)點(diǎn):（1）尺寸穩(wěn)定性佳。（2）機(jī)械性能優(yōu)。（3）透明度高，透光性好，透光率可達(dá)86%o（4）耐氣候性優(yōu)。（5）耐有機(jī)溶劑、油及弱酸。（6）耐水性好。（7）具有自熄性。pet的弱點(diǎn)：（1）機(jī)械性質(zhì)具有方向性、流動(dòng)性較高。（2）結(jié)晶速度較